华北农学报

作者：窦佳欣, 田甜, 王鹏, 刘媛, 陈涛, 张沛沛, 杨德龙

单位：1 甘肃农业大学 生命科学技术学院,甘肃 兰州 730070；2 干旱生境作物学国家重点实验室,甘肃 兰州 730070

关键词：小麦,蔗糖,SNP,全基因组关联分析,候选基因,

基金：国家自然科学基金项目(32260520); 甘肃省高等学校产业支撑计划项目(2022CYZC-44); 中央引导地方科技发展资金项目(23ZYQA0322); 甘肃省农业重点研发计划(21YF5NA089); 甘肃省自然科学基金项目(21JR7RA828); 甘肃省高等学校创新基金项目(2021B-125)

蔗糖是小麦茎秆可溶性碳水化合物的主要运输形式,对小麦生长发育和籽粒灌浆起关键调控作用,属于典型的数量性状,遗传基础复杂。在全基因组水平上挖掘小麦茎秆蔗糖积累转运显著相关的 SNP 位点及候选基因,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。在不同环境条件下,通过测定 117 份国内小麦品种开花期、灌浆期和成熟期茎秆蔗糖含量,计算蔗糖花前、花后转运率和对籽粒灌浆的贡献率等 7 个性状的表型,基于 35K SNP 芯片基因型分型,采用混合线性模型 MLM(Q+K)进行全基因组关联分析(GWAS)及候选基因预测。在不同环境条件下,不同小麦品种茎秆蔗糖积累转运相关性状表型变异广泛,变异系数为 9.53%~45.70%,广义遗传力为 0.32~0.49。基因分型表明,SNP 标记多态性信息含量(PIC)为 0.10~0.38,群体结构分析将供试材料分为 4 个亚群。通过 MLM(Q+K)模型检测到 146 个与茎秆蔗糖积累转运相关性状显著关联的 SNP 位点,其中 3 个位点均在 2 个环境中被检测到。对稳定显著关联的 SNP 位点上下游各 200 kb 物理位置范围内进行候选基因挖掘,筛选出 13 个与蔗糖积累转运相关性状有关的候选基因,其中 TraesCS1B02G324100(核苷二磷酸糖转移酶基因)、TraesCS1B02G324200(纤维素合酶基因)、TraesCS1B02G324300(β-1,3-葡聚糖酶基因)与糖代谢相关。

来源：2023年第5期

《华北农学报》期刊编辑部

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